EP4054697A1 - Gegendorn-kupplungselement, dorn-kupplungselement sowie kupplungssystem für ein geschlossenes fluidtransfersystem - Google Patents

Gegendorn-kupplungselement, dorn-kupplungselement sowie kupplungssystem für ein geschlossenes fluidtransfersystem

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EP4054697A1
EP4054697A1 EP20804476.8A EP20804476A EP4054697A1 EP 4054697 A1 EP4054697 A1 EP 4054697A1 EP 20804476 A EP20804476 A EP 20804476A EP 4054697 A1 EP4054697 A1 EP 4054697A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mandrel
counter
coupling element
fluid
opening
Prior art date
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Pending
Application number
EP20804476.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Martin Berg
Nathanael Fischer
Gerrit Seidel
Florin Kopp
Jürgen Fuchs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
B Braun Melsungen AG
Original Assignee
B Braun Melsungen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by B Braun Melsungen AG filed Critical B Braun Melsungen AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • A61M2205/0216—Materials providing elastic properties, e.g. for facilitating deformation and avoid breaking

Definitions

  • the invention relates to a counter-mandrel coupling element, a mandrel coupling element and a coupling system for a closed fluid transfer system.
  • CMR drugs which are used in cancer therapy for example and which are primarily aimed at damaging growth-intensive tumor cells when used therapeutically, have a considerable potential risk outside of the actual therapeutic application . Due to their mechanism of action, such substances are in part self-carcinogenic, which is why contact with people who are not in therapy should be avoided. For CMR drugs, therefore, more and more closed ones are used in the manufacture of ready-to-use preparations
  • CSTDs Solid System Transfer Devices
  • An important component of such CSTDs are coupling systems that enable the safe transfer of CMR drugs or other substances and after disconnecting the connection, lock them dry in order to protect the environment from contamination, e.g. through leaks or the formation of drops on the surfaces of the coupling elements.
  • Coupling systems of this type are generally associated with the terms “dry connection”, “automatic self-sealing technology” or “closed connection” and are essential for realizing closed fluid transfer systems.
  • a known coupling system comprises a counter-mandrel coupling element and a mandrel coupling element, in which, in a coupling state, a mandrel of the mandrel Coupling element moves a counter-mandrel of a counter-mandrel coupling element against a spring force into a counter-mandrel receptacle, so that the openings of the mandrel protrude into the counter-mandrel receptacle and together with the counter-mandrel form a fluid channel that runs through the counter-mandrel receptacle.
  • the disadvantage here is that the metal spring located in the counter-mandrel receptacle, which closes the counter-mandrel receptacle in the decoupled state via the counter-mandrel, is in contact with the fluid flowing through the fluid channel in the coupled state.
  • the fluid channel formed has a high priming and residual volume due to the counter-mandrel receptacle containing the counter-mandrel and the spring.
  • recessed components of the coupling elements or depressions formed by them are difficult to access for disinfection.
  • the object of the present invention is to provide a counter-mandrel coupling element, a mandrel coupling element and a coupling system for a closed fluid transfer system through which a fluid channel with reduced priming and residual volume and a contact between metallic components and the fluid can be reduced.
  • the object of the invention is achieved by a counter-mandrel coupling element for a closed fluid transfer system according to claim 1, a mandrel coupling element for a closed fluid transfer system according to claim 12 and a coupling system for a closed fluid transfer system according to claim 15. Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
  • the counter-mandrel coupling element for a closed fluid transfer system for receiving a mandrel of a mandrel coupling element for fluid exchange comprises a mandrel receiving section with a receiving opening that can be closed via a counter-mandrel guided in a counter-mandrel receptacle, the mandrel receiving section having at least one fluid opening in the area of the receiving opening.
  • fluid can be exchanged via at least one fluid channel between an outer wall of the counter-mandrel receptacle and an inner wall of the counter-mandrel coupling element facing the outer wall of the counter-mandrel receptacle via the at least one fluid opening, the counter-mandrel sealing the counter-mandrel receptacle against the ingress of a fluid in the coupling state.
  • the fluid exchange therefore does not take place via the interior of the counter-mandrel receptacle, since this is sealed by the counter-mandrel. Rather, an area which is formed between an outer wall of the counter-mandrel receptacle and an inner wall of the counter-mandrel coupling element opposite this wall is used as the fluid channel, which is via the fluid opening of the
  • Mandrel receiving portion is accessible.
  • the accessibility is created by the fact that the counter-mandrel is moved in a coupling state into a position in which it no longer closes the fluid opening in the area of the receiving opening of the mandrel receiving section, ie only after the mandrel of the mandrel coupling element has been inserted into the mandrel receiving section, a fluid connection between the Fluid channel and a mandrel opening of the mandrel of the mandrel coupling element allows.
  • the counter mandrel is preferably moved into this position corresponding to the coupling state via the mandrel of the mandrel coupling element.
  • other components of the mandrel coupling element can also change the position of the counter mandrel.
  • a movement can also be initiated indirectly via intermediate elements.
  • the formation of the fluid channel between an outer wall of the counter-mandrel receptacle and an inner wall of the counter-mandrel coupling element facing it can have almost any configuration with regard to the volume that can be formed.
  • volume characteristics of the fluid channel largely independent of the installation space of other functional components.
  • the volume of a fluid channel guided through the counter-mandrel receptacle cannot be taken into account Space for the elements of the counter mandrel guide, such as the metal spring, and the counter mandrel itself can be selected.
  • the greatest possible independence of the fluid channel volume through the fluid channel according to the invention is only limited to the extent that it has to bridge at least the distance between the fluid opening in the region of the receiving opening and one end of the fluid channel.
  • An outer wall of the counter-mandrel receptacle can be through the outermost outer wall of the counter-mandrel receptacle or an outer wall set back in the direction of the opposite inner side of the counter-mandrel coupling element, such as a groove base. In this way, different fluid channels can be formed in a simple manner by exchanging counter-mandrel receptacles with different contouring.
  • the at least one fluid opening is preferably arranged radially with respect to an axis running through the receiving opening.
  • An axis running through the receiving opening is an axis that lies within the receiving opening, that is to say does not intersect it.
  • the axis passing through the receiving opening can also be brought into connection with the longitudinal axis of the receiving opening, although the two axes need not be identical.
  • the axis running through the receiving opening can also have an angle of attack with respect to the longitudinal axis.
  • the mandrel receptacle Due to the radial arrangement of the fluid opening, the mandrel receptacle can be continuously sealed off during the coupling process, since this continues until the opening of the Fluid opening accommodates both the counter mandrel and the dome with appropriate dimensioning.
  • the mandrel receiving section is formed in the region of the receiving opening by means of a sealing element, in particular by means of a sealing element made of an elastomer.
  • the sealing element enables a fluid-tight movement of the counter-mandrel and of the mandrel to be received in the mandrel receiving section. Due to the elastic design of the sealing element, it can adapt to differences in shape that can occur due to production. Elastomers provide corresponding properties with good and inexpensive availability.
  • the mandrel receiving section forms the receiving opening by means of at least one exchangeable receiving element.
  • an exchangeable receiving element Compared to an integral design with the counter-mandrel receptacle and / or the housing of the counter-mandrel coupling element, an exchangeable receiving element has the advantage that the receiving element can be changed and / or exchanged flexibly. This relates in particular to an exchange requirement in the case of changed designs of counter-mandrel and / or mandrel, as well as the replacement of faulty mandrel receiving sections in the area of the receiving opening or corresponding receiving elements.
  • the receiving opening can also be formed by a plurality of receiving elements, such as an upper and lower receiving ring for forming an annular fluid opening.
  • the fluid channel preferably runs linearly between the outer wall of the counter-mandrel receptacle and the inner wall of the counter-mandrel coupling element facing the outer wall of the counter-mandrel receptacle.
  • the fluid channel thus has a predominantly smaller width than length in its connecting direction between the fluid opening and another end of the fluid channel with an opening for fluid exchange.
  • the term “predominantly” can be due to a geometric configuration of the opening areas on both sides that deviates from the line shape. With a straight line shape of the fluid channel, the fluid to be exchanged is not subjected to any contour-related flow disturbances and can in particular be guided for fluid exchange over the shortest path between the fluid opening and the opening at the other end.
  • the fluid channel runs at least in sections in an annular manner between the outer wall of the counter-dome receptacle and the inner wall of the counter-mandrel coupling element facing the outer wall of the counter-mandrel receptacle.
  • the fluid channel thus runs over its full circumference at least in sections in relation to a counter-mandrel guide direction, around which a circumference of the counter-mandrel receptacle is formed in the radial direction over the length of the counter-mandrel guide.
  • the fluid channel preferably runs in a ring shape over the entire area in which the outer wall and the inner wall facing the outer wall lie opposite one another, in order to utilize this advantage to the greatest possible extent.
  • the mandrel receiving section preferably has a plurality of fluid openings in the area of the receiving opening, which are distributed at regular intervals at least along the circumference of the receiving opening.
  • the mandrel to be received can have corresponding, in particular lateral, mandrel openings for this purpose, so that each fluid opening can be assigned to a mandrel opening.
  • the fluid openings open into a fluid channel or several fluid channels.
  • the number of fluid openings can also be higher than the number of mandrel openings. The higher the number of fluid openings, the greater the likelihood that a mandrel opening is positioned in the coupling state in such a way that it is in fluid connection with a fluid opening and thus with the fluid channel.
  • the mandrel receiving section has, in the region of the receiving opening, a fluid opening which is configured in the form of a ring along the receiving opening circumference.
  • a mandrel opening can thus be positioned as desired in the circumferential direction of the receiving opening at the level of the fluid opening or at a level for fluid exchange via the receiving opening.
  • the mandrel receiving section has a plurality of fluid openings in the region of the receiving opening, which are distributed at predetermined intervals in at least one axial direction of the receiving opening.
  • the counter-mandrel coupling element preferably comprises a positioning element in order to enable a defined positioning of at least one mandrel opening of the mandrel of the mandrel coupling element to be received opposite the at least one fluid opening of the mandrel receiving section in the area of the receiving opening.
  • the counter-mandrel coupling element has a protruding guide section on its outer circumference, along which a mandrel
  • Coupling element can only be moved to achieve a coupling state if it is brought into engagement with the guide section with a groove corresponding to the protruding guide section.
  • the side of the counter-mandrel coupling element facing a mandrel coupling element for coupling can have a guide pin which is connected to a
  • the counter-mandrel in the counter-mandrel receptacle can be moved into a closed position by a spring element, in particular a metal spring or an elastomer spring.
  • the counter-mandrel By using spring elements that apply a spring force in the direction of the mandrel receiving section on the counter-mandrel, the counter-mandrel is constantly urged into the receiving opening. If no mandrel is moved into the mandrel receiving section, the counter mandrel thus automatically seals the receiving opening. If the spring force is overcome by inserting a mandrel, the counter mandrel is indeed moved against the spring force, but remains in a contact position with the element initiating the movement.
  • Metal springs offer far-reaching advantages due to their high availability and material-related stability properties that are constant over a wide range. Elastomer springs are also readily available and flexible in their geometrical design. Depending on the load scheme and environmental conditions, elastomer springs also offer weight advantages over metal springs. In addition, can if contact with a fluid cannot be ruled out, a spring active substance with a lower tendency to react with the fluid can be selected.
  • the invention is also directed to a mandrel coupling element for a closed fluid transfer system for introducing a mandrel for fluid exchange into a counter-mandrel coupling element, as described above, the mandrel having at least one lateral mandrel opening for fluid exchange.
  • the mandrel can be brought into a coupling state through the at least one lateral mandrel opening with at least one fluid opening of the mandrel receiving portion in overlap or at least in a fluid connection.
  • the mandrel preferably has a plurality of mandrel openings in the circumferential and / or axial direction.
  • fluid channels can thus be controllable or at least an overlap probability can be increased.
  • compatibility with differently configured mandrel receiving sections is also increased, in particular with regard to the positioning of the fluid openings on the mandrel receiving section and / or their dimensioning.
  • the at least one mandrel opening is essentially annular in the circumferential direction.
  • the term “essentially” refers to the fact that the mandrel area facing the counter mandrel in the coupling state requires a connection to the mandrel in order to form a delimitation of the annular formation of the mandrel opening.
  • the connection can be implemented, for example, via an internal connection structure and / or external connection webs of the dome. Outer connecting webs interrupt the ring shape of the mandrel opening, but without significantly impairing the functionality of the ring shape.
  • the ring shape reduces the requirements for positioning accuracy.
  • a larger opening area can be provided for fluid exchange.
  • the invention is also directed to a coupling system for a closed fluid transfer system which comprises a counter-mandrel coupling element according to the invention and a mandrel coupling element according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a counter-mandrel coupling element in a sectional plane parallel to the longitudinal axis of the counter-mandrel coupling element in an exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a mandrel coupling element in a sectional plane parallel to the longitudinal axis of the mandrel coupling element in an exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of a coupling system in a sectional plane parallel to the longitudinal axis of the counter-mandrel coupling element in an exemplary embodiment in a coupling state;
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of a coupling system in a sectional plane parallel to the longitudinal axis of the counter-mandrel coupling element according to a variant in a decoupled state
  • 5 shows an overview of all external views of the coupling system according to FIGS. 1 to 3 as well as the sectional views along the section lines AA and BB and a perspective view
  • 6 shows an overview of all external views of the coupling system according to FIG. 4 as well as the sectional views along the section lines AA and BB and a perspective view
  • FIG. 7 shows an overview of all external views of a coupling system according to a further variant of the coupling system according to FIGS. 1 to 3 as well as the sectional views along the cutting lines A-A and B-B and a perspective view.
  • Figure 1 shows the cross-sectional view of a counter-mandrel coupling element 100 in a sectional plane parallel to the longitudinal axis of the counter-mandrel coupling element 100.
  • the counter-mandrel coupling element 100 comprises a counter-mandrel receptacle 11 for receiving a counter-mandrel 10, which is guided in the counter-mandrel receptacle 11 via a spring element 19.
  • the inner wall of the counter-mandrel receptacle 11 together with the spring element 18 forms a counter-mandrel guide.
  • the counter mandrel holder 11 also has a
  • the sealing element 18 here has two fluid openings 14 extending radially to the longitudinal axis, through which a fluid connection to a fluid channel 15 can be created.
  • the sealing element 18 forms a stop for counter-mandrel 10, so that its movement path in the counter-mandrel receptacle is limited.
  • the counter-mandrel 10 has a flange which is supported against the sealing element 18 in a position in which the fluid openings 14 formed by the sealing element 18 are closed by the counter-mandrel 10.
  • the side of the counter-mandrel 10 facing away from the spring element 19 closes flush with the side of the sealing element 18 facing away from the spring element 19, so that disinfection is facilitated by the flush surface.
  • the side of the counter-mandrel 10 facing away from the spring element 19 is also shaped in a concave manner. A centering function is supported when a complementary, in this case correspondingly convex, shaped dome 30 (FIG. 2) is received.
  • the fluid openings 14 are opened after a certain movement path or at least no longer closed by the counter mandrel 10.
  • a fluid connection to the fluid channel 15 can be created, which extends between an outer wall 16 of the counter-mandrel receptacle 11 and an inner wall 17 of the counter-mandrel coupling element 100 opposite the outer wall 16, for example an inner wall of the housing.
  • the fluid channel 15 connects the fluid openings 14, which here extend through the sealing element 18 via the counter-mandrel receptacle 11 in the area of the mandrel receptacle section 12 to the fluid channel 15, with an opening 20 at another end of the fluid channel 15 for fluid exchange, here an outlet opening, which likewise can be used as an inlet opening.
  • the fluid channel 15 divides in a flow direction from the opening 20 in the direction of the fluid openings 14 into two straight, linear fluid channel branches, each of which is in fluid connection with a fluid opening 14.
  • the counter-mandrel receptacle 11 is not formed integrally with the housing of the counter-mandrel coupling element 100, but is inserted into the housing as a separate component, in particular screwed, clamped, glued or otherwise connected to the housing in a stable position.
  • a reversibly releasable connection is preferably to be provided for exchanging the counter-mandrel holder 11.
  • the sealing element 18 is designed as a separate, exchangeable element made of an elastomer, which is inserted into the mandrel receiving section 12 of the counter mandrel receptacle 11.
  • the counter-mandrel coupling element has on its outer circumference a fastening section 21 into which the fastening element 35 of a mandrel coupling element 200 (FIG. 2) can engage in order to Coupling element 100 and the mandrel coupling element 200 to be connected to one another in a stable position in a coupling state.
  • the fastening section 21 and the fastening element 35 together form a snap connection.
  • other fastening mechanisms can also be used, such as screw connections.
  • the mandrel coupling element 200 comprises a mandrel 30 which is surrounded by a housing 34 and has two lateral mandrel openings 31.
  • the mandrel 30 is surrounded by a sealing element 32 that is movably guided along the mandrel 30 via a spring element 33.
  • the sealing element 32 is here on a side facing the mandrel 30 by a ring element made of an elastomer and on the side facing away from the mandrel the Ring element receiving dimensionally stable sleeve for engagement with the spring element 33 is formed.
  • the spring force of the spring element 33 urges the sealing element 32 in the direction of the mandrel tip into a position that is determined, for example, by an end stop.
  • the housing 34 of the mandrel coupling element 30 also has an annular inwardly extending fastening element 35 in order to engage a fastening section 21 of the counter-mandrel coupling element 100 in a coupling state with a counter-mandrel coupling element 100.
  • the coupling system 300 shown in a coupling state in FIG. 3 the functioning of the counter-mandrel coupling element 100 according to FIG. 1 and the mandrel coupling element 200 according to FIG. 2 is described again below. To simplify the description, it is assumed that this is only the mandrel coupling element 200 is moved in the direction of the counter-mandrel coupling element 100, it also being possible in practice for both coupling elements to be moved towards one another.
  • the coupling system 300 is not yet in the coupling state shown in FIG. 3 and both coupling elements have the basic state shown in FIGS.
  • the sealing elements 18 and 32 are also in contact with one another.
  • the mandrel coupling element 200 If the mandrel coupling element 200 is now moved further in the direction of the counter-mandrel coupling element, the mandrel 30 pushes the counter-mandrel 10 against the spring force of the spring element 19 into the counter-mandrel receptacle 11.
  • the sealing element 32 is moved along the dome 30 into the housing 34 via the sealing element 18 and the mandrel receiving section 12 in a direction opposite to the spring force of the spring element 33.
  • the spring force of the spring element 33 exerts a surface pressure on the contact surface between the sealing element 18 and the sealing element 32, which allows a further seal.
  • the mandrel 30 or the mandrel coupling element 200 is now moved further in the direction of the counter-mandrel coupling element 100 until the fastening element 35 of the mandrel coupling element 200 engages in the fastening section 21 of the counter-mandrel coupling element 100.
  • the coupling state is thus achieved in which the mandrel 30 projects so far into the receiving opening of the mandrel receiving section 12 that the lateral mandrel openings 31 are opposite the fluid openings 14.
  • an exchange of fluid can take place along the flow path through the fluid channel 15, shown in dotted lines in FIG.
  • the connection between the counter-mandrel coupling element 100 and the mandrel coupling element 200 is fluid-tight.
  • the mandrel openings 31 thus do not come into contact with the environment. Likewise, possible fluid residues in the area of the fluid openings 14 are wiped off via the counter mandrel 10.
  • the variant shown in FIG. 4 in a decoupled state of the counter-mandrel coupling element 100 and the mandrel coupling element 200 differs in the spring elements 190 and 330.
  • the spring element 190 of the counter-mandrel coupling element 100 is designed here as an elastomer spring which is pressed against the counter-mandrel 10 and that side of the counter-mandrel receptacle 11 facing away from the mandrel receiving section 12 is supported.
  • the spring element 330 of the mandrel coupling element 100 is also designed as an elastomer spring.
  • the spring element 330 comprises a sealing section 331, which fulfills the function of the sealing element 32 shown above, so that the sealing element 32 and the spring element 32 shown above are formed in one piece via the spring element 330.
  • the fastening sections 21 can be designed differently.
  • the fastening section 21 according to FIG. 5 can only be configured in sections via a projection on the outer surface of the counter-mandrel coupling element 100 or according to FIG. 6 as a circumferential groove.
  • FIG. 7 another variant is shown in Figure 7, in which a coupling system 300 'does not include a cylindrical counter-mandrel coupling element 100 and a cylindrical mandrel coupling element 200, but the counter-mandrel coupling element 100 ' and the mandrel coupling element 200 ' each for engagement between the fastening element 35 and the fastening section 21 comprise flat outer side sections, so the counter-mandrel coupling element 100 'in Figure 7 has two opposite flat counter-mandrel
  • Coupling element housing sections 110 while correspondingly two flat mandrel coupling element housing sections 341 are provided on the side of the mandrel coupling element 200 ' .
  • the counter-mandrel coupling element housing section 110 is flat on its outside, at least over the area from the mandrel receptacle to the fastening section 21 is, while the mandrel coupling element housing sections 341 is formed correspondingly flat at least on an inner side.
  • the coupling elements 100 and 200 can also be coupled via a screw connection.
  • the sealing element 32 does not have to be guided along the mandrel 30 via a spring element 33, but can itself be designed to be resilient, surrounding the mandrel up to a support surface opposite the mandrel tip.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') für ein geschlossenes Fluidtransfersystems zur Aufnahme eines Doms (30) eines Dorn-Kupplungselements (200, 200') zum Fluidaustausch, dass einen Dornaufnahmeabschnitt (12) mit einer über einen in einer Gegendornaufnahme (11) geführten Gegendorn (10) verschließbaren Aufnahmeöffnung (13) umfasst, wobei der Dornaufnahmeabschnitt (12) im Bereich der Aufnahmeöffnung (13) zumindest eine Fluidöffnung (14) aufweist. In einem Kupplungszustand kann ein Fluidaustausch über zumindest einen Fluidkanal (15) zwischen einer Außenwandung (16) der Gegendornaufnahme (11 ) und einer der Außenwandung (16) der Gegendornaufnahme (11) zugewandten Innenwandung (17) des Gegendorn-Kupplungselements (100, 100') über die zumindest eine Fluidöffnung (14) stattfinden, wobei der Gegendorn (10) die Gegendornaufnahme (11) gegen ein Eindringen eines Fluids in dem Kupplungszustand abdichtet.

Description

Gegendorn-Kupplungselement, Dorn-Kupplungselement sowie Kupplungssystem für ein geschlossenes Fluidtransfersystem
Die Erfindung betrifft ein Gegendorn-Kupplungselement, ein Dorn-Kupplungselement sowie ein Kupplungssystem für ein geschlossenes Fluidtransfersystem.
Viele im Substanzen, die als Injektionen oder in vergleichbarer Zuführungsform verabreicht werden, wie CMR-Arzneimittel, die beispielsweise in der Krebstherapie eingesetzt werden und bei ihrer therapeutischen Anwendung vor allem auf die Schädigung wachstumsintensiver Tumorzellen gerichtet sind, weisen außerhalb der eigentlichen Therapieanwendung ein erhebliches Gefährdungspotential auf. So sind solchen Substanzen bedingt durch ihren Wirkmechanismus zum Teil selbst krebserzeugend, weshalb der Kontakt mit nicht in Therapie befindlichen Personen zu vermeiden ist. Für CMR-Arzneimittel werden daher bei der Herstellung applikationsfertiger Zubereitungen vermehrt geschlossene
Medikamententransfersystem, sogenannte "Closed System Transfer Devices" oder auch CSTDs eingesetzt. Wichtiger Bestandteil solcher CSTDs sind Kupplungssysteme, die den sicheren Transfer von CMR-Arzneimitteln oder anderen Substanzen ermöglichen und nach dem Trennen der Verbindung trocken abschließen, um so die Umgebung vor einer Kontamination, z.B. durch Leckagen oder Tropfenbildung auf den Oberflächen der Kupplungselemente, zu schützen.
Kupplungssystem dieser Art werden im Allgemeinen mit den Begriffen "dry connection", "automatic self-sealing technology" oder "closed connection" in Verbindung gebracht und essentiell für die Realisierung geschlossener Fluidtransfersysteme.
Ein bekanntes Kupplungssystem umfasst ein Gegendorn-Kupplungselement sowie ein Dornkupplungselement, bei dem in einem Kupplungszustand ein Dorn des Dorn- Kupplungselements einen Gegendorn eines Gegendorn-Kupplungseiementes entgegen einer Federkraft in eine Gegendornaufnahme bewegt, so dass die Öffnungen des Doms in die Gegendornaufnahme hineinragen und zusammen mit dem Gegendorn einen Fluidkanal ausbilden, der durch die Gegendornaufnahme läuft. Nachteilig ist hierbei allerdings, dass die in der Gegendornaufnahme befindliche Metallfeder, die die Gegendornaufnahme im entkoppelten Zustand über den Gegendorn verschließt, im Kupplungszustand mit dem durch den Fluidkanal strömenden Fluid in Kontakt steht. Zudem weist der gebildete Fluidkanal durch das den Gegendorn und die Feder beinhaltende Volumen der Gegendornaufnahme ein hohes Priming- und Residualvolumen auf. Letztlich sind rückversetzte Komponenten der Kupplungselemente bzw. durch diese gebildete Vertiefungen für eine Desinfektion nur schwer zugänglich.
In Anbetracht der mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gegendorn-Kupplungselement, ein Dorn- Kupplungselement sowie ein Kupplungssystem für ein geschlossenes Fluidtransfersystem bereitzustellen, durch die ein Fluidkanal mit reduzierten Priming- und Residualvolumen realisiert und ein Kontakt zwischen metallischen Komponenten und dem Fluid reduziert werden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Gegendorn-Kupplungselement für ein geschlossenes Fluidtransfersystem nach Anspruch 1, ein Dorn-Kupplungselement für ein geschlossenes Fluidtransfersystem nach Anspruch 12 sowie ein Kupplungssystem für ein geschlossenes Fluidtransfersystem nach Anspruch 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß umfasst das Gegendorn-Kupplungselement für ein geschlossenes Fluidtransfersystems zur Aufnahme eines Doms eines Dorn-Kupplungselements zum Fluidaustausch einen Dornaufnahmeabschnitt mit einer über einen in einer Gegendornaufnahme geführten Gegendorn verschließbaren Aufnahmeöffnung, wobei der Dornaufnahmeabschnitt im Bereich der Aufnahmeöffnung zumindest eine Fluidöffnung aufweist. In einem Kupplungszustand kann ein Fluidaustausch über zumindest einen Fluidkanal zwischen einer Außenwandung der Gegendornaufnahme und einer der Außenwandung der Gegendornaufnahme zugewandten Innenwandung des Gegendorn-Kupplungselements über die zumindest eine Fluidöffnung stattfinden, wobei der Gegendorn die Gegendornaufnahme gegen ein Eindringen eines Fluids in dem Kupplungszustand abdichtet.
Der Fluidaustausch erfolgt somit nicht über das Innere der Gegendornaufnahme, da dieses durch den Gegendorn abgedichtet wird. Vielmehr wird als Fluidkanal ein Bereich, der zwischen einer Außenwandung der Gegendornaufnahme und einer dieser Wandung gegenüberliegenden Innenwandung des Gegendorn- Kupplungselements ausgebildet wird, genutzt, der über die Fluidöffnung des
Dornaufnahmeabschnitts zugänglich ist. Die Zugänglichkeit wird dadurch geschaffen, dass der Gegendorn in einem Kuppiungszustand in eine Position bewegt wird, in der er die die Fluidöffnung im Bereich Aufnahmeöffnung des Dornaufnahmeabschnitts nicht mehr verschließt, d.h. erst nach Einführen des Doms des Dorn- Kupplungselements in den Dornaufnahmeabschnitt eine Fluidverbindung zwischen dem Fluidkanal und einer Dornöffnung des Doms des Dorn-Kupplungselements zulässt. Bevorzugt wird der Gegendorn im anwendungsgerechten Einsatz über den Dorn des Dorn-Kupplungselements in diese dem Kupplungszustand entsprechende Position bewegt. Grundsätzlich können aber auch andere Komponenten des Dorn- Kupplungselements die Positionsänderung des Gegendorns bewirken. Zudem kann eine Bewegung auch über Zwischenelemente indirekt veranlasst werden.
Die Ausbildung des Fluidkanals zwischen einer Außenwandung der Gegendornaufnahme und einer ihr zugewandten Innenwandung des Gegendorn- Kupplungselements kann eine nahezu beliebige Ausprägung in Hinblick auf das ausbildbare Volumen aufweisen. Im Sinne der Reduzierung des Priming- und Residualvolumens bietet sich dabei aber insbesondere die Möglichkeit, die zwischen den Wandungen gebildeten Spalt und damit das Volumen des Fluidkanals gering zu halten. Dies gilt gleichermaßen für die Breite des Fluidkanals in Bezug auf eine Umfangsrichtung der Gegendornaufnahme. Mit anderen Worten ist die
Volumenausprägung des Fluidkanals weitestgehend unabhängig vom Bauraum weiterer Funktionskomponenten. Im Gegensatz dazu kann das Volumen eines durch die Gegendornaufnahme geführten Fluidkanals nicht ohne Berücksichtigung des Bauraums für die Elemente der Gegendornführung, wie beispielsweise die Metallfeder, sowie den Gegendorn selbst gewählt werden. Die weitest gehende Unabhängigkeit des Fluidkanalvolumens durch den erfindungsgemäßen Fluidkanal ist lediglich dahingehend beschränkt, dass dieser zumindest die Distanz zwischen der Fluidöffnung im Bereich der Aufnahmeöffnung und einem Ende des Fluidkanals überbrücken muss.
Eine Außenwandung der Gegendornaufnahme kann durch die äußerste Außenwandung der Gegendornaufnahme oder eine hierzu in Richtung der ihr gegenüberliegenden Innenseite des Gegendorn-Kupplungselements rückversetzte Außenwandung, wie ein Nutboden, sein. Hierdurch können in einfacherWeise durch Austausch von Gegendornaufnahme mit unterschiedlicher Konturierung verschiedene Fluidkanäle ausbildbar sein.
Komponenten innerhalb der Gegendornaufnahme kommen nicht mit dem auszutauschenden Fluid in Kontakt. Somit kann es weder zu Reaktionen mit dem Fluid, noch zu einem Ausschwemmen von Reaktionsprodukten oder anderen in der Gegendornaufnahme befindlichen Partikeln, die sich beispielsweise durch durch die Gegendornbewegung bedingten Abrieb bilden können, kommen.
Bevorzugt ist die zumindest eine Fluidöffnung radial in Bezug auf eine die Aufnahmeöffnung durchlaufende Achse angeordnet.
Eine die Aufnahmeöffnung durchlaufende Achse ist eine Achse, die innerhalb der Aufnahmeöffnung liegt, diese also nicht schneidet. Mit anderen Worten kann die die Aufnahmeöffnung durchlaufende Achse auch mit der Längsachse der Aufnahmeöffnung in Verbindung gebracht werden, wobei beide Achsen aber nicht identisch sein müssen. Beispielsweise kann die die Aufnahmeöffnung durchlaufende Achse auch gegenüber der Längsachse einen Anstellwinkel aufweisen.
Durch die radiale Anordnung der Fluidöffnung kann die Dornaufnahme während des Kupplungsvorgangs stetig abgedichtet werden, da diese bis zur Öffnung der Fluidöffnung bei entsprechender Dimensionierung sowohl den Gegendorn als auch der Dom aufnimmt.
In einer Weiterbildung wird der Dornaufnahmeabschnitt im Bereich der Aufnahmeöffnung mittels eines Dichtelements, insbesondere mittels eines Dichtelements aus einem Elastomer, gebildet.
Das Dichtelement ermöglicht eine fluiddichte Bewegung des Gegendorns sowie des aufzunehmenden Dorns in dem Dornaufnahmeabschnitt. Durch eine elastische Ausbildung des Dichtelements kann sich dieses an Formunterschiede, wie sie fertigungsbedingt auftreten könne, anpassen. Elastomere stellen entsprechende Eigenschaften bei guter und kostengünstiger Verfügbarkeit bereit.
In einer Ausgestaltung bildet der Dornaufnahmeabschnitt die Aufnahmeöffnung durch zumindest ein austauschbares Aufnahmeelement aus.
Gegenüber einer integralen Ausbildung mit der Gegendornaufnahme und/oder dem Gehäuse des Gegendornkupplungselements weist ein austauschbares Aufnahmeelement den Vorteil einer flexiblen Änderungs- und/oder Austauschmöglichkeit des Aufnahmeelements auf. Dies betrifft insbesondere ein Austauscherfordernis bei geänderten Ausführungen von Gegendorn und/oder Dorn sowie den Ersatz fehlerhafter Dornaufnahmeabschnitte im Bereich der Aufnahmeöffnung bzw. entsprechender Aufnahmeelemente. Die Aufnahmeöffnung kann auch durch mehrere Aufnahmeelemente gebildet werden, wie einen oberen und unteren Aufnahmering zur Ausbildung einer ringförmigen Fluidöffnung.
Bevorzugt verläuft der Fluidkanal linienförmig zwischen der Außenwandung der Gegendornaufnahme und der Außenwandung der Gegendornaufnahme zugewandten Innenwandung des Gegendorn-Kupplungselements. Der Fluidkanal weist somit in seiner Verbindungsrichtung zwischen der Fluidöffnung und einem anderen Ende des Fluidkanals mit einer Öffnung zum Fluidaustausch eine überwiegend geringere Breite als Länge auf. Der Begriff "überwiegend" kann einer von der Linienform abweichenden geometrischen Ausgestaltung der beidseitigen Öffnungsbereiche geschuldet sein. Bei einer geradlinigen Ausprägung der Linienform des Fluidkanals wird das auszutauschende Fluid keinen konturbedingten Strömungsstörungen unterworfen und kann insbesondere auf kürzestem Weg zwischen der Fluidöffnung und der Öffnung am anderen Ende zum Fluidaustausch geführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung verläuft der Fluidkanal zumindest abschnittsweise ringförmig zwischen der Außenwandung der Gegendomaufnahme und der der Außenwandung der Gegendornaufnahme zugewandten Innenwandung des Gegendorn-Kupplungselements.
Der Fluidkanal verläuft somit zumindest abschnittsweise vollumfänglich in Bezug auf eine Gegendornführungsrichtung, um die sich in radialer Richtung ein Umfang der Gegendornaufnahme über die Länge der Gegendornführung ausbildet. Flierdurch wird das Fluidkanalvolumen erhöht, so dass größere Fluidmengen in kürzerer Zeit ausgetauscht oder grundsätzlich auch gespeichert werden können. Vorzugsweise verläuft der Fluidkanal über den gesamten Bereich, bei dem sich die Außenwandung und die der Außenwandung zugewandte Innenwandung gegenüberliegen, ringförmig, um diesen Vorteil möglichst weitestgehend zu nutzen. Bevorzugt weist der Dornaufnahmeabschnitt im Bereich der Aufnahmeöffnung mehrere Fluidöffnungen auf, die zumindest entlang des Aufnahmeöffnungsumfangs in regelmäßigen Abständen verteilt sind.
Der aufzunehmende Dorn kann hierzu korrespondierende, insbesondere seitliche Dornöffnungen aufweisen, so dass jeder Fluidöffnung einer Dornöffnung zuordenbar ist. Die Fluidöffnungen münden in einen Fluidkanal oder mehrere Fluidkanäle. Die Anzahl der Fluidöffnungen kann aber auch höher sein, als die Anzahl der Dornöffnungen. Mit höherer Anzahl der Fluidöffnungen steigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Dornöffnung im Kupplungszustand so positioniert wird, dass sie mit einer Fluidöffnung und somit mit dem Fluidkanal in fluider Verbindung steht.
Durch die Anordnung mehrerer Fluidöffnungen entlang des Umfangs der Aufnahmeöffnung, an die sich separate Fluidkanäle anschließen, können diese kann auch wahlweise genutzt werden.
Eine regelmäßige Beabstandung der Fluidöffnungen bietet sich sowohl aus fertigungstechnischer Sicht als auch im Hinblick auf eine möglichst hohe Überdeckungswahrscheinlichkeit an.
In einer Ausgestaltung weist der Dornaufnahmeabschnitt im Bereich der Aufnahmeöffnung eine entlang des Aufnahmeöffnungsumfangs ringförmig ausgebildete Fluidöffnung auf.
Hieran können sich einzelne Fluidkanäle anschließen oder gleichermaßen ein ringförmiger Kanal im Anschluss ausgebildet sein. Eine Dornöffnung kann somit in Umfangsrichtung der Aufnahmeöffnung auf Höhe der Fluidöffnung oder auf einer Höhe zum Fluidaustausch über die Aufnahmeöffnung beliebig positioniert werden.
In einer Weiterbildung weist der Dornaufnahmeabschnitt im Bereich der Aufnahmeöffnung mehrere Fluidöffnungen auf, die zumindest in einer axialen Richtung der Aufnahmeöffnung in vorbestimmten Abständen verteilt sind. Dadurch kann eine aufzunehmende Dornöffnung oder aufzunehmende Dornöffnungen im Kupplungszustand auch bei Verwendung unterschiedlicher Erstreckungstiefen eines Doms in den Dornaufnahmeabschnitt und/oder unterschiedlichen Positionierungen der Dornöffnung oder Dornöffnungen in Erstreckungsrichtung in dem Dornaufnahmeabschnitt in fluide Verbindung mit der Fluidöffnung gebracht werden. Auch kann hierüber die Nutzung unterschiedlicher Fluidkanäle zum Fluidaustausch realisiert werden. Insbesondere können nicht zu nutzende Fluidkanäle in Erstreckungsrichtung der Aufnahmeöffnung, also entlang ihrer Längsachse, im Kupplungszustand jeweils durch den Gegendom und/oder den aufgenommenen Dom verschlossen werden.
Bevorzugt umfasst das Gegendorn-Kupplungselement ein Positionierelement, um eine definierte Positionierung zumindest einer Dornöffnung des aufzunehmenden Doms des Dorn-Kupplungselements gegenüber der zumindest einen Fluidöffnung des Dornaufnahmeabschnitts im Bereich der Aufnahmeöffnung zu ermöglichen.
Beispielsweise weist das Gegendorn-Kupplungselement an seinem äußeren Umfang einen vorstehenden Führungsabschnitt auf, entlang dessen eine Dorn-
Kupplungselement zum Erreichen eine Kupplungszustands nur bewegt werden kann, wenn dieses mit einer zum vorstehenden Führungsabschnitt korrespondierenden Nut mit dem Führungsabschnitt in Eingriff gebracht wird. Alternativ oder ergänzend kann die zur Kupplung einem Dorn-Kupplungselement zugewandte Seite des Gegendornkupplungselements einen Führungsstift aufweisen, der mit einer
Führungsstiftaufnahme des Dorn-Kupplungselements in Überdeckung zu bringen ist.
In einer Ausgestaltung ist der Gegendorn in der Gegendomaufnahme durch ein Federelement, insbesondere eine Metallfeder oder eine Elastomerfeder, in eine Schließstellung bewegbar.
Durch die Verwendung von Federelementen, die eine Federkraft in Richtung des Dornaufnahmeabschnitts auf den Gegendorn aufbringen, wird dieser stetig in die Aufnahmeöffnung gedrängt. Sofern kein Dorn in den Dornaufnahmeabschnitt bewegt wird, dichtet der Gegendorn die Aufnahmeöffnung somit automatisch ab. Wird die Federkraft über das Einführen eines Doms überwunden, so wird der Gegendorn zwar entgegen der Federkraft bewegt, verbleibt jedoch in einer Kontaktstellung mit dem die Bewegung initiierenden Element.
Metallfedern bieten aufgrund ihrer hohen Verfügbarkeit und werkstoffbedingten über weite Bereiche konstanten Stabilitätseigenschaften weitreichende Vorteile. Elastomerfedern sind ebenso gut verfügbar und flexibel in ihrer Geometrieausgestaltung. Je nach Belastungsschemata und Umgebungsbedingungen bieten Elastomerfedern gegenüber Metallfedern auch Gewichtsvorteile. Zudem kann bei nicht auszuschließendem Kontakt mit einem Fluid ein Federwirkstoff mit geringerer Reaktionsneigung mit dem Fluid gewählt werden.
Die Erfindung ist auch auf ein Dorn-Kupplungselement für ein geschlossenes Fluidtransfersystems zur Einbringung eines Doms zum Fluidaustausch in ein Gegendorn-Kupplungselement, wie vorstehend beschreiben, gerichtet, wobei der Dorn zumindest eine seitliche Dornöffnung zum Fluidaustausch aufweist.
Wird der Dorn bei einer Kupplung des Dorn-Kupplungselements mit einem Gegendorn-Kupplungselement in den Dornaufnahmeabschnitt des Gegendorn-
Kupplungselements eingeführt, kann der Dorn in einem Kupplungszustand durch die zumindest eine seitliche Dornöffnung mit zumindest einer Fluidöffnung des Dornaufnahmeabschnitts in Überdeckung oder zumindest in eine fluide Verbindung gebracht werden.
Bevorzugt der Dorn in Umfangs- und/oder Axialrichtung mehrere Dornöffnungen auf.
Somit können mehrere Fluidkanäle ansteuerbar sein oder zumindest eine Überdeckungswahrscheinlichkeit erhöht werden. Zudem erhöht sich auch die Kompatibilität mit unterschiedlich ausgestalteten Dornaufnahmeabschnitten, insbesondere hinsichtlich der Positionierung der dornaufnahmeabschnittseitigen Fluidöffnungen und/oder deren Dimensionierung.
In einer Weiterbildung ist die zumindest eine Dornöffnung in Umfangsrichtung im Wesentlichen ringförmig ausgebildet.
Der Begriff "im Wesentlichen" bezieht sich darauf, dass der im Kupplungszustand dem Gegendorn zugewandte Dornbereich zur Ausbildung einer Begrenzung der ringförmigen Ausbildung der Dornöffnung einer Anbindung an den Dorn bedarf. Die Anbindung kann beispielsweise über eine innenliegende Verbindungsstruktur und/oder äußere Verbindungsstege des Doms realisiert werden. Äußere Verbindungsstege unterbrechen die Ringform der Dornöffnung, ohne dabei jedoch die Funktionalität der Ringform wesentlich zu beeinträchtigen. Die Ringform reduziert die Anforderungen an eine Positioniergenauigkeit. Zudem kann eine größere Öffnungsfläche zum Fluidaustausch bereitgestellt werden.
Die Erfindung ist zudem auch auf ein Kupplungssystem für ein geschlossenes Fluidtransfersystem gerichtet, die ein erfindungsgemäßes Gegendorn- Kupplungselement sowie ein erfindungsgemäßes Dorn-Kupplungselement umfasst.
Die Vorteile ergeben sich analog zu den vorherigen Ausführungen zum Gegendorn- Kupplungselement sowie zum Dorn-Kupplungslement.
Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung werden nachfolgend auch anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Gegendorn-Kupplungselements in einer Schnittebene parallel zur Längsachse des Gegendorn-Kupplungselements in einer exemplarischen Ausführungsform;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Dorn-Kupplungselements in einer Schnittebene parallel zur Längsachse des Dorn-Kupplungselements in einer exemplarischen Ausführungsform;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Kupplungssystems in einer Schnittebene parallel zur Längsachse des Gegendorn-Kupplungselements in einer exemplarischen Ausführungsform in einem Kupplungszustand;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Kupplungssystems in einer Schnittebene parallel zur Längsachse des Gegendorn-Kupplungselements gemäß einer Variante in einem entkoppelten Zustand; Fig. 5 eine Übersicht aller Außenansichten des Kupplungssystems gemäß den Figuren 1 bis 3 sowie die Schnittansichten entlang der Schnittlinien A-A und B-B und eine perspektivische Ansicht; Fig. 6 eine Übersicht aller Außenansichten des Kupplungssystems gemäß der Figur 4 sowie die Schnittansichten entlang der Schnittlinien A-A und B-B und eine perspektivische Ansicht; und
Fig. 7 eine Übersicht aller Außenansichten eines Kupplungssystems gemäß einer weiteren Variante des Kupplungssystems gemäß den Figuren 1 bis 3 sowie die Schnittansichten entlang der Schnittlinien A-A und B-B und eine perspektivische Ansicht.
Figur 1 zeigt die Querschnittsansicht eines Gegendorn-Kupplungselements 100 in einer Schnittebene parallel zur Längsachse des Gegendorn-Kupplungselements 100. Das Gegendorn-Kupplungselement 100 umfasst eine Gegendornaufnahme 11 zur Aufnahme eines Gegendorns 10, der in der Gegendornaufnahme 11 über ein Federelement 19 geführt wird. Mit anderen Worten bildet die Innenwandung der Gegendornaufnahme 11 zusammen mit dem Federelement 18 eine Gegendornführung aus. Die Gegendornaufnahme 11 weist zudem einen
Dornaufnahmeabschnitt 12 mit einem Dichtelement 18. Das Dichtelement 18 weist hier zwei sich radial zur Längsachse erstreckende Fluidöffnungen 14 auf, durch die eine fluide Verbindung zu einem Fluidkanal 15 geschaffen werden kann. Zudem bildet das Dichtelement 18 einen Anschlag für Gegendorn 10 aus, so dass dessen Bewegungsweg in der Gegendornaufnahme begrenzt wird. Der Gegendorn 10 weist dazu einen Flansch auf, der sich in einer Position, in der die durch das Dichtelement 18 gebildeten Fluidöffnungen 14 durch den Gegendorn 10 verschlossen werden, gegen das Dichtelement 18 abstützt. In der gezeigten Ausführungsform schließt die dem Federelement 19 abgewandte Seite des Gegendorns 10 in dieser Position bündig mit der dem Federelement 19 abgewandten Seite des Dichtelements 18 ab, so dass eine Desinfektion durch die bündige Fläche erleichtert wird. Die dem Federelement 19 abgewandte Seite des Gegendorns 10 ist zudem konkav geformt. Bei der Aufnahme eines komplementär, hier also entsprechend konvex, ausgeformten Doms 30 (Fig. 2) wird eine Zentrierfunktion unterstützt.
Wird nun der Gegendorn 10 entgegen der auf ihn aufgebrachten Federkraft des Federelements 19 in die Gegendornaufnahme 11 bewegt, wie dies durch den Dorn 30 eines Dorn-Kupplungselements 200 (Fig. 2) bei einem Kupplungsvorgangs erfolgt, werden die Fluidöffnungen 14 ab einem bestimmten Bewegungsweg geöffnet bzw. zumindest nicht mehr durch den Gegendorn 10 verschlossen. Dadurch kann eine fluide Verbindung zum Fluidkanal 15 geschaffen werden, der sich zwischen einer Außenwandung 16 der Gegendornaufnahme 11 und einer der Außenwandung 16 gegenüberliegenden Innenwandung 17 des Gegendorn-Kupplungselements 100, beispielsweise einer Gehäuseinnenwandung, erstreckt. Der Fluidkanal 15 verbindet die Fluidöffnungen 14, die sich hier durch das Dichtelement 18 über die Gegendornaufnahme 11 im Bereich des Dornaufnahmeabschnitts 12 bis zum Fluidkanal 15 erstrecken, mit einer Öffnung 20 an einem anderen Ende des Fluidkanals 15 zum Fluidaustausch, hier einer Auslassöffnung, die gleichermaßen als Einlassöffnung genutzt werden kann. Zur Reduzierung des Priming- und Residualvolumens teilt sich der Fluidkanal 15 in einer Strömungsrichtung von der Öffnung 20 in Richtung der Fluidöffnungen 14 in zwei geradlinige linienförmige Fluidkanalzweige, die jeweils mit einer Fluidöffnung 14 in fluider Verbindung stehen.
Die Gegendornaufnahme 11 ist in der darstellten Ausführungsform nicht integral mit dem Gehäuse des Gegendorn-Kupplungselements 100 ausgebildet, sondern als separates Bauteil in das Gehäuse eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, eingespannt, verklebt oder anderweitig positionsstabil mit dem Gehäuse verbunden. Zum Austausch der Gegendornaufnahme 11 ist bevorzugt eine reversibel lösbare Verbindung vorzusehen. Ebenso ist hier das Dichtelement 18 als separates, austauschbares Element aus einem Elastomer ausgebildet, das in den Dornaufnahmeabschnitt 12 der Gegendornaufnahme 11 eingeführt wird.
Das Gegendorn-Kupplungselement weist an seinem äußeren Umfang einen Befestigungsabschnitt 21, in den Befestigungselement 35 eines Dorn- Kupplungselements 200 (Fig. 2) eingreifen kann, um das Gegendorn- Kupplungselement 100 und das Dorn-Kupplungselement 200 in einem Kupplungszustand positionsstabil miteinander zu verbinden. Der Befestigungsabschnitt 21 und das Befestigungselement 35 bilden zusammen eine Schnappverbindung aus. Alternativ können auch andere Befestigungsmechanismen genutzt werden, wie beispielsweise Schraubverbindungen.
Das Dorn-Kupplungselement 200 gemäß Figur 2 umfasst in der exemplarischen Ausführungsform einen von einem Gehäuse 34 umgebenen Dorn 30, der zwei seitliche Dornöffnungen 31 aufweist. Der Dorn 30 ist von einem Dichtelement 32 umgeben, dass entlang des Doms 30 über ein Federelement 33 beweglich geführt wird, Das Dichtelement 32 wird hier auf einer dem Dorn 30 zugewandten Seite durch ein Ringelement aus einem Elastomer und einem auf der dem Dorn abgewandten Seite das Ringelement aufnehmenden formstabilen Hülse zum Eingriff mit dem Federelement 33 gebildet. Die Federkraft des Federelements 33 drängt das Dichtelement 32 in Richtung der Dornspitze in eine Position, die beispielsweise durch einen Endanschlag bestimmt wird. In dieser Position werden die Dornöffnungen 31 durch das Dichtelement 32 verschlossen. Bevorzugt schließt die in Richtung Dornspitze weisende Seite des Dichtelements 32 in dieser Position bündig mit der Dornspitze ab, wie dies in Figur 2 gezeigt ist. Das Gehäuse 34 des Dorn- Kupplungselements 30 weist zudem ein sich ringförmig nach innen erstreckendes Befestigungselement 35 auf, um in einem Kupplungszustand mit einem Gegendorn- Kupplungselement 100 in einen Befestigungsabschnitt 21 des Gegendorn- Kupplungselements 100 einzugreifen.
Anhand des in Figur 3 in einem Kupplungszustand gezeigten Kupplungssystems 300 wird im Folgenden nochmals die Funktionsweise des Gegendorn-Kupplungselements 100 gemäß Figur 1 und des Dorn-Kupplungselements 200 gemäß Figur 2 beschrieben, Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, dass das nur das Dorn-Kupplungselement 200 in Richtung des Gegendorn-Kupplungselements 100 bewegt wird, wobei in der Praxis auch beide Kupplungselemente aufeinander zubewegt werden können. Zu einem Kupplungszeitpunkt, zu dem der Dom 30 erstmalig mit dem Gegendorn 10 in Kontaktgebracht wird, befindet sich das Kupplungssystem 300 noch nicht in dem in Figur 3 dargestellten Kupplungszustand und beide Kupplungselemente weisen den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Grundzustand auf. Die Dichtungselemente 18 und 32 stehen ebenfalls in Kontakt zueinander. Wird nun das Dorn-Kupplungselement 200 weiter in Richtung des Gegendorn-Kupplungselements bewegt, schiebt der Dorn 30 den Gegendorn 10 entgegen der Federkraft des Federelements 19 in die Gegendornaufnahme 11 hinein. Gleichzeitig wird das Dichtelement 32 über das Dichtelement 18 und den Dornaufnahmeabschnitt 12 in eine der Federkraft des Federelements 33 entgegengesetzte Richtung entlang des Doms 30 in das Gehäuse 34 bewegt. Durch die Federkraft des Federelements 33 wird auf die Kontaktfläche zwischen dem Dichtelement 18 und dem Dichtelement 32 eine Flächenpressung ausgeübt, die eine weitere Abdichtung erlaubt. Der Dorn 30 bzw. das Dorn- Kupplungselement 200 wird nun solange weiter in Richtung des Gegendorn- Kupplungselements 100 bewegt, bis das Befestigungselement 35 des Dorn- Kupplungselements 200 in den Befestigungsabschnitt 21 des Gegendorn- Kupplungselements 100 eingreift. Damit ist der Kupplungszustand erreicht, bei dem der Dorn 30 soweit in die Aufnahmeöffnung des Dornaufnahmeabschnitts 12 hineinragt, dass die seitlichen Dornöffnungen 31 den Fluidöffnungen 14 gegenüberliegen. Somit kann ein Fluidaustausch entlang des in Figur 3 punktiert eingezeichneten Strömungswegs durch den Fluidkanal 15 erfolgen. Im Kupplungszustand ist die Verbindung zwischen dem Gegendorn-Kupplungselement 100 und dem Dorn-Kupplungselement 200 fluiddicht. Wird die Verbindung des Befestigungselements 34 mit dem Befestigungsabschnitt 21 zum Entkoppeln der Kupplungselemente 100 und 200 gelöst, und das Dorn- Kupplungselement 200 von dem Gegendorn-Kupplungselement 100 wegbewegt, werden Fluidreste im Bereich der Dornöffnungen 31 an dem Dichtelement 18 abgestreift. Zudem befinden sich die Dornöffnungen im steten Kontakt mit dem Dichtelement 18 oder dem Dichtelement 32, das ebenfalls noch bestehende
Fluidreste abstreifen könnte. Die Dornöffnungen 31 kommen somit nicht in Kontakt mit der Umgebung. Gleichermaßen werden mögliche Fluidreste im Bereich der Fluidöffnungen 14 über den Gegendorn 10 abgestreift. Die in Figur 4 in einem entkoppelten Zustand des Gegendorn-Kupplungselements 100 und des Dorn-Kupplungselements 200 gezeigte Variante unterscheidet sich durch die Federelemente 190 und 330. Das Federelement 190 des Gegendorn- Kupplungselements 100 ist hier als Elastomerfeder ausgebildet, die sich gegen den Gegendorn 10 und die dem Dornaufnahmeabschnitt 12 abgewandte Seite der Gegendornaufnahme 11 abstützt. Das Federelement 330 des Dorn- Kupplungselements 100 ist ebenfalls als Elastomerfeder ausgebildet. Neben der Ausgestaltung als Federelement umfasst das Federelement 330 einen Dichtabschnitt 331 , der die Funktion des zuvor gezeigten Dichtelements 32 erfüllt, so dass das Dichtelement 32 und das zuvor gezeigte Federelement 32 über das Federelement 330 einteilig ausgebildet wird.
Anhand der Ansichtsübersichten der Figuren 5 und 6 ist ersichtlich, dass die Befestigungsabschnitte 21 unterschiedlich ausgebildet werden können. So kann der Befestigungsabschnitt 21 gemäß Figur 5 nur abschnittsweise über einen Vorsprung an der Außenfläche des Gegendorn-Kupplungselements 100 oder gemäß Figur 6 als umlaufende Nut ausgebildet sein.
Zudem ist in Figur 7 eine weitere Variante gezeigt, in der ein Kupplungssystem 300' nicht ein zylindrisches Gegendorn-Kupplungselement 100 und ein zylindrisches Dorn- Kupplungselement 200 umfasst, sondern das Gegendorn-Kupplungselement 100' und das Dorn-Kupplungselement 200' jeweils zum Eingriff zwischen dem Befestigungselement 35 und dem Befestigungsabschnitt 21 flache Außenseitenabschnitte umfassen, So weist das Gegendorn-Kupplungselement 100' in Figur 7 zwei gegenüberliegende flache Gegendorn-
Kupplungselementgehäuseabschnitte 110 auf, während hierzu korrespondierend zwei flache Dornkupplungselementgehäuseabschnitte 341 auf Seiten des Dorn- Kupplungselements 200 'vorgesehen sind. Dies erleichtert die Orientierung beim Zusammenstecken des Gegendorn-Kupplungselements 100' und des Dorn- Kupplungselements 200'. In diesem Sinne ist es ausreichend, wenn der Gegendorn- Kupplungselementgehäuseabschnitte 110 auf seiner Außenseite zumindest über den Bereich von der Dornaufnahme bis zum Befestigungsabschnitt 21 flach ausgebildet ist, während der Dornkupplungselementgehäuseabschnitte 341 zumindest auf einer Innenseite entsprechend flach ausgebildet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Auch sind zu verschiedenen Ausführungsformen angeführte Einzelheiten grundsätzlich auf andere Ausführungsformen übertragbar, sofern sie sich nicht ausschließen. Beispielsweise kann eine Kopplung der Kupplungselemente 100 und 200 auch über eine Verschraubung realisiert werden. Das Dichtelement 32 muss auch nicht über eine Federelement 33 entlang des Doms 30 geführt werden, sondern kann selbst federnd ausgebildet werden, wobei es den Dorn bis zu einer der Dornspitze entgegengesetzten Abstützfläche umgibt.

Claims

Ansprüche
1. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') für ein geschlossenes Fluidtransfersystems zur Aufnahme eines Dorns (30) eines Dorn-Kupplungselements (200, 200') zum Fluidaustausch, umfassend einen Dornaufnahmeabschnitt (12) mit einer über einen in einer Gegendornaufnahme (11) geführten Gegendorn (10) verschließbaren Aufnahmeöffnung (13), wobei der Dornaufnahmeabschnitt (12) im Bereich der Aufnahmeöffnung (13) zumindest eine Fluidöffnung (14) aufweist, wobei in einem Kupplungszustand ein Fluidaustausch über zumindest einen Fluidkanal (15) zwischen einer Außenwandung (16) der Gegendornaufnahme (11) und einer der Außenwandung (16) der Gegendornaufnahme (11) zugewandten Innenwandung (17) des Gegendorn-Kupplungselements (100, 100') über die zumindest eine Fluidöffnung (14) stattfinden kann, und wobei der Gegendorn (10) die Gegendornaufnahme (11) gegen ein Eindringen eines Fluids in dem Kupplungszustand abdichtet.
2. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Fluidöffnung (14) radial in Bezug auf eine die Aufnahmeöffnung (13) durchlaufende Achse angeordnet ist.
3. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dornaufnahmeabschnitt (12) im Bereich der Aufnahmeöffnung (13) mittels eines Dichtelements (18), insbesondere mittels eines Dichtelements (18) aus einem Elastomer, gebildet wird.
4. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Dornaufnahmeabschnitt (12) die Aufnahmeöffnung (13) durch zumindest ein austauschbares Aufnahmeelement ausbildet.
5. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Fluidkanal (15) linienförmig zwischen der Außenwandung (16) der Gegendornaufnahme (11) und der Außenwandung (16) der Gegendornaufnahme (11) zugewandten Innenwandung (17) des Gegendorn-Kupplungselements (100, 100') verläuft.
6. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Fluidkanal (15) zumindest abschnittsweise ringförmig zwischen der Außenwandung (16) der Gegendornaufnahme (11) und der der Außenwandung (16) der Gegendornaufnahme (11) zugewandten Innenwandung (17) des Gegendorn- Kupplungselements (100, 100') verläuft, vorzugsweise über den gesamten Bereich verläuft, bei dem sich die Außenwandung (16) und die der Außenwandung (16) zugewandte Innenwandung (17) gegenüberliegen.
7. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Dornaufnahmeabschnitt (12) im Bereich der Aufnahmeöffnung (13) mehrere Fluidöffnungen (14) aufweist, die zumindest entlang des Aufnahmeöffnungsumfangs in regelmäßigen Abständen verteilt sind.
8. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Dornaufnahmeabschnitt (12) im Bereich der Aufnahmeöffnung (13) eine entlang des Aufnahmeöffnungsumfangs ringförmig ausgebildete Fluidöffnung (14) aufweist.
9. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Dornaufnahmeabschnitt (12) im Bereich der Aufnahmeöffnung (13) mehrere Fluidöffnungen (14) aufweist, die zumindest in einer axialen Richtung der Aufnahmeöffnung (13) in vorbestimmten Abständen verteilt sind.
10. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') ein Positionierelement umfasst, um eine definierte Positionierung zumindest einer Dornöffnung (31) des aufzunehmenden Doms (30) des Dorn-Kupplungselements (200, 200') gegenüber der zumindest einen Fluidöffnung (14) des Dornaufnahmeabschnitts (12) im Bereich der Aufnahmeöffnung (13) zu ermöglichen.
11. Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Gegendorn (10) in der Gegendomaufnahme (11 ) durch ein Federelement (19), insbesondere eine Metallfeder oder eine Elastomerfeder, in eine Schließstellung bewegbar ist.
12. Dorn-Kupplungselement (200, 200') für ein geschlossenes Fluidtransfersystems zur Einbringung eines Doms (30) zum Fluidaustausch in ein Gegendorn- Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der Dorn (30) zumindest eine seitliche Dornöffnung (31) zum Fluidaustausch aufweist.
13. Dorn-Kupplungselement (200, 200') nach Anspruch 12, wobei der Dorn (30) in Umfangs- und/oder Axialrichtung mehrere Dornöffnungen (31) aufweist.
14. Dorn-Kupplungselement (200, 200') nach Anspruch 12, wobei die zumindest eine Dornöffnung (31) in Umfangsrichtung im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist.
15. Kupplungssystem (300, 300') für ein geschlossenes Fluidtransfersystem, umfassend ein Gegendorn-Kupplungselement (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 11 sowie ein Dorn-Kupplungselement (200, 200') nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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